JP3927848B2 - 分散型電力貯蔵システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力を貯蔵しその貯蔵した電力を必要に応じて放出する分散型電力貯蔵システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
料金の安い夜間電力を貯蔵し、その貯蔵した電力をたとえば電力使用が多くなる昼間の時間帯に放出する電力貯蔵装置が知られている。停電時に負荷への電力供給を無瞬断で継続する機能を兼ね備えた電力貯蔵装置もある。
このような電力貯蔵装置では、電力を貯蔵する手段として、たとえばシール鉛蓄電池が使用される。このシール鉛蓄電池は実際には複数個が直列接続されて使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
電力使用量が多い建物の場合、その電力使用量に見合う十分な電力を確保するため、建物内に複数の電力貯蔵装置を設置することが考えられる。
ただし、この場合、各電力貯蔵装置がばらばらに運用されると、必要な電力が必要なときに得られないなど、せっかくの電力貯蔵装置が有効に活用できなくなる心配がある。
【０００４】
この発明は上記の事情を考慮したもので、その目的とするところは、複数の電力貯蔵装置を適切に運用することができ、これにより必要な電力を必要なときに確実に放出でき、しかも全体の電力使用量を低減できて経済性および省エネルギ性の向上が図れる分散型電力貯蔵システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の分散型電力貯蔵システムは、電力が貯蔵される蓄電池モジュールを有する複数の電力貯蔵装置と、この各電力貯蔵装置の電力の貯蔵および放出を統括的に管理する制御部と、負荷の電力使用量を前記電力貯蔵装置ごとに検出する検出手段と、を備え、制御部は、電力料金が安い夜間電力時間帯において各電力貯蔵装置の蓄電池モジュールに電力を貯蔵し、電力の使用量が多くなる昼間時間帯において各電力貯蔵装置の蓄電池モジュールを所定時間ずつ順次に放電させる運転制御手段と、前記検出手段で検出される電力使用量と予め記憶している料金単価とに基づいて負荷側の電力使用料金を電力貯蔵装置ごとに算出する手段と、これら算出結果を報知する手段とを有している。
【０００６】
請求項２に係る発明の分散型電力貯蔵システムは、請求項１に係る発明において、さらに、上記各電力貯蔵装置および上記制御部の相互間に接続されたデータ伝送用のネットワーク回線、を備えている。
【０００８】
請求項３に係る発明の分散型電力貯蔵システムは、請求項１に係る発明において、各電力貯蔵装置の蓄電池モジュールにおける各蓄電池の電圧・温度を検出する検出手段を備えている。制御部は、さらに、上記検出手段の検出結果に基づいて各蓄電池の劣化または寿命を判定する手段と、この判定結果を報知する手段と、を有している。
【０００９】
請求項４に係る発明の分散型電力貯蔵システムは、請求項１に係る発明において、各電力貯蔵装置について限定している。各電力貯蔵装置は、建物の複数箇所に設置されている。
【００１０】
請求項５に係る発明の分散型電力貯蔵システムは、請求項１に係る発明において、各電力貯蔵装置について限定している。各電力貯蔵装置は、複数の建物のそれぞれ複数箇所に設置されている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、建物１の複数箇所たとえばフロアごとに電力貯蔵装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ設置されている。
これら電力貯蔵装置は、商用交流電源３から電力を取込んで貯蔵し、その貯蔵した電力を必要に応じて放出するもので、図２に示すように、商用交流電源３の電圧を直流電圧に変換する整流部３１、この整流部３１の出力端に接続されたインバータ部３２、このインバータ部３２の出力端に接続された交流スイッチ部３３、商用交流電源３の電圧を整流部３１およびインバータ部３２に対し迂回して交流スイッチ部３３に供給するためのバイパス回路３４、上記整流部３１の出力端に開閉スイッチ３５を介して接続された蓄電池モジュール３６、商用交流電源３の電圧を直流電圧に変換して蓄電池モジュール３６に対する充電用として出力する充電器３７、および管理ユニット３０を備える。
【００１２】
管理ユニット３０は、当該電力貯蔵装置２ａの各部の状態（シール鉛蓄電池Ｂの個々の電圧・温度等）および当該電力貯蔵装置２ａから負荷への電力供給量などを各種センサを介して検出するとともに、整流部３１、インバータ部３２、交流スイッチ部３３、開閉スイッチ３５、充電器３７を制御する。
【００１３】
インバータ部３２は、整流部３１の出力電圧または蓄電池モジュール３６の電圧をスイッチングにより所定周波数の交流電圧に変換する。交流スイッチ部３３は、インバータ部３２の出力電圧およびバイパス回路３４の電圧のいずれか一方を選択して外部出力する。この外部出力が各フロアの負荷（図示しない）に供給される。開閉スイッチ３５は、蓄電池モジュール３６の放電が必要な場合にオンされ、それぞれ以外はオフされる。蓄電池モジュール３６は、複数の蓄電池たとえばシール鉛蓄電池Ｂを直列接続して構成され、充電器３７の出力電圧（直流電圧）により充電される。
負荷への電力供給が必要な場合、商用交流電源３の電圧が整流部３１で直流電圧に変換され、その直流電圧がインバータ部３２に供給される。インバータ部３２に供給された直流電圧はそこで所定周波数の交流電圧いわゆる高信頼・高品質の交流電力に変換され、交流スイッチ部３３を通して外部出力される。この場合、開閉スイッチ３５はオフしている。蓄電池モジュール３６の充電は、開閉スイッチ３５がオフのまま、充電器３７が動作することにより行われる。
【００１４】
商用交流電源３が停電（瞬時停電を含む）した場合には、整流部３１の出力電圧が零となる。整流部３１の出力電圧が零になると、開閉スイッチ３５がオンされて蓄電池モジュール３６が放電し、その放電電圧（直流電圧）がインバータ部３２に供給される。インバータ部３２に供給された放電電圧はそこで所定周波数の交流電圧いわゆる高信頼・高品質の交流電力に変換され、交流スイッチ部３３を通して外部出力される。この外部出力により、商用交流電源３の停電にかかわらず、負荷の運転を継続することができる。
【００１５】
整流部３１やインバータ部３２に故障が発生した場台は、交流スイッチ３３が切換わり、商用交流電源３の電圧がバイパス回路３４を通してそのまま無瞬断で外部出力される。
【００１６】
このような電力貯蔵装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが設置された各フロアに、データ伝送用のネットワーク回線たとえばＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）４が敷設されている。そして、ＬＡＮ４に各無停電電源装置の管理ユニット３０が接続されている。
【００１７】
建物１内にはさらにサーバ５が設置され、そのサーバ５にもＬＡＮ４が接続されている。
【００１８】
一方、別の建物１１の各フロアにも、電力貯蔵装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが設置されている。これら電力貯蔵装置は、電力貯蔵装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄとまったく同じ構成を有し、設置された各フロアに敷設されたデータ伝送用のネットワーク回線たとえばＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）１４に接続されている。
【００１９】
建物１１内にはさらに通信用端末としてパーソナルコンピュータ１５が設置され、このパーソナルコンピュータ１５にもＬＡＮ１４が接続されている。
【００２０】
上記サーバ５は、通信回線たとえばインターネット２０を介して上記パーソナルコンピュータ１５へのアクセスが可能である。このアクセスにより、建物１側のＬＡＮ４と建物１１側のＬＡＮ１４とが、サーバ５およびパーソナルコンピュータ１５を介して相互に結ばれる。
【００２１】
サーバ５は、建物１，１１における全ての電力貯蔵装置の電力の貯蔵および放出をＬＡＮ４、インターネット２０、パーソナルコンピュータ１５、およびＬＡＮ１４を介して統括的に管理する制御部であり、各電力貯蔵装置の貯蔵タイミングを夜間電力時間帯に設定し且つ昼間時間帯を時分割してそれぞれの時間帯に各電力貯蔵装置の放電タイミングを割当てる運転制御手段、各電力貯蔵装置の状態をそれぞれ管理ユニット３０を通して監視する監視手段、負荷の電力使用量（負荷への電力供給量）を電力貯蔵装置ごとにそれぞれ管理ユニット３０を通して検出する検出手段、この検出手段の検出結果に応じて電力貯蔵装置ごとの電力使用料金を算出する算出手段などを有している。
【００２２】
つぎに、上記の構成の作用を図３のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、各電力貯蔵装置の貯蔵タイミングを夜間電力時間帯に設定し且つ昼間時間帯を時分割してそれぞれの時間帯に各電力貯蔵装置の放電タイミングを割当てる運転制御が実行される。
すなわち、図４に示すように、電力料金が安い夜間電力時間帯の２２時から８時まで、建物１，１１の全ての電力貯蔵装置において、充電器３７が動作して蓄電池モジュール３６が充電される。
【００２３】
電力の使用量が多くなる昼間時間帯の１０時から１８時は、建物１の電力貯蔵装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのうち１台において蓄電池モジュール３６の放電による給電が割当ての２時間ずつ順次に実行され、残りの３台の電力貯蔵装置では整流部３１およびインバータ部３２の動作による常時インバータ給電が行われる。
【００２４】
建物１１側でも、１０時から１８時において、電力貯蔵装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄのうち１台において蓄電池モジュール３６の放電による給電が割当ての２時間ずつ順次に実行され、残りの３台の電力貯蔵装置では整流部３１およびインバータ部３２の動作による常時インバータ給電が行われる。
【００２５】
このように、電力貯蔵装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄをＬＡＮ４を介してサーバ５に接続し、各電力貯蔵装置における電力の貯蔵および放出をサーバ５で統括的に管理することにより、各電力貯蔵装置の適切な運用が可能となり、昼間の時間帯において建物１内で必要となる電力をその建物１内で十分に確保することができる。
【００２６】
建物１１側についても、電力貯蔵装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄをＬＡＮ１４、パーソナルコンピュータ１５、およびインターネット２０を介してサーバ５に接続し、その各電力貯蔵装置における電力の貯蔵および放出をサーバ５で統括的に管理することにより、各電力貯蔵装置の適切な運用が可能となり、昼間の時間帯において建物１１内で必要となる電力をその建物１１内で十分に確保することができる。
【００２７】
しかも、安価な夜間電力を各電力貯蔵装置の蓄電池モジュール３６に貯蔵しておき、その各貯蔵電力を電力使用量が多くなる昼間時間帯に順次に放出することにより、図５に示すように、電力使用量を貯蔵電力の放出分だけ低減することができる。この低減に伴い、電力会社との間で締結する契約電力を下げることができる。契約電力が下がれば、電力使用料金の算出の基準となる料金単価も下がるので、電力使用量の低減と合わせて大幅な経費節減を図ることができ、経済性および省エネルギ性の向上が図れる。
【００２８】
一方、各電力貯蔵装置から負荷への電力供給量が、それぞれ負荷側の電力使用量として管理ユニット３０で検出される。サーバ５では、各管理ユニット３０で検出される電力使用量と内部メモリに予め記憶している料金単価とに基づき、負荷側の電力使用料金が電力貯蔵装置ごとに算出される。これら算出結果は、サーバ５でディスプレイ表示される。また、算出結果を記載した料金請求書がサーバ５に付属されているプリンタから定期的に発行される。
【００２９】
また、各電力貯蔵装置の蓄電池モジュール３６における各シール鉛蓄電池Ｂの電圧・温度等が管理ユニット３０で検出され、これら検出結果がサーバ５に送られる。サーバ５では、各管理ユニット３０の検出結果に基づいて各シール鉛蓄電池Ｂの劣化や寿命が判定される。劣化が激しいシール鉛蓄電池Ｂ、あるいは寿命切れのシール鉛蓄電池Ｂについては、その旨がサーバ５でディスプレイ表示される。この表示を見た係員は、該当するシール鉛蓄電池Ｂを新しいものに変えるなど、適宜な処置を施すことができる。
【００３０】
なお、上記実施形態では、開閉スイッチ３５および充電器３７を有しその充電器３７によって蓄電池モジュール３６を充電するタイプ（常時インバータ給電タイプ）の電力貯蔵装置を例に説明したが、開閉スイッチ３５および充電器３７が無くて整流部３１の出力電圧をフロー充電するタイプ（常時商用給電タイプ）の電力貯蔵装置についても、同様に実施可能である。
その他、この発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、複数の電力貯蔵装置を適切に運用することができ、これにより必要な電力を必要なときに確実に放出でき、しかも全体の電力使用量を低減できて経済性および省エネルギ性の向上が図れる分散型電力貯蔵システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の全体的な構成を示す図。
【図２】一実施形態の電力貯蔵装置の具体的な構成を示す図。
【図３】一実施形態の作用を説明するためのフローチャート。
【図４】一実施形態の各電力貯蔵装置の時間経過に伴う動作を説明するための図。
【図５】一実施形態の電力使用量を従来と対比して示す図。
【符号の説明】
１…建物、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…電力貯蔵装置、３…商用交流電源、４…ＬＡＮ、５…サーバ、１１…建物、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ…電力貯蔵装置、１４…ＬＡＮ、１５…パーソナルコンピュータ、２０…インターネット、３０…管理ユニット、３１…整流部、３２…インバータ部、３３…交流スイッチ部、３４…バイパス回路、３５…開閉スイッチ、３６…蓄電池モジュール、３７…充電器

Claims (5)

1. 電力が貯蔵される蓄電池モジュールを有する複数の電力貯蔵装置と、
   前記各電力貯蔵装置の電力の貯蔵および放出を統括的に管理する制御部と、
   負荷の電力使用量を前記電力貯蔵装置ごとに検出する検出手段と、を備え、
   前記制御部は、電力料金が安い夜間電力時間帯において各電力貯蔵装置の蓄電池モジュールに電力を貯蔵し、電力の使用量が多くなる昼間時間帯において各電力貯蔵装置の蓄電池モジュールを所定時間ずつ順次に放電させる運転制御手段と、前記検出手段で検出される電力使用量と予め記憶している料金単価とに基づいて負荷側の電力使用料金を電力貯蔵装置ごとに算出する手段と、これら算出結果を報知する手段とを有する、
   ことを特徴とする分散型電力貯蔵システム。
2. 請求項１に記載の分散型電力貯蔵システムにおいて、
   前記各電力貯蔵装置および前記制御部の相互間に接続されるデータ伝送用のネットワーク回線、をさらに備えたことを特徴とする分散型電力貯蔵システム。
3. 請求項１に記載の分散型電力貯蔵システムにおいて、
   前記各電力貯蔵装置の蓄電池モジュールにおける各蓄電池の電圧・温度を検出する検出手段を備え、
   前記制御部は、さらに、前記検出手段で検出される電圧・温度に基づいて各蓄電池の劣化または寿命を判定する手段と、この判定結果を報知する手段とを有する、
   ことを特徴とする分散型電力貯蔵システム。
4. 請求項１に記載の分散型電力貯蔵システムにおいて、
   前記各電力貯蔵装置は、建物の複数箇所に設置されていることを特徴とする分散型電力貯蔵システム。
5. 請求項１に記載の分散型電力貯蔵システムにおいて、
   前記各電力貯蔵装置は、複数の建物のそれぞれ複数箇所に設置されていることを特徴とする分散型電力貯蔵システム。

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